Claims (2)
Известно устройство дл тепломас сообмена, состо щее из горизонтальной тарелки, выполненной в виде корытообразных элементов с дырчатьми колпаками над ними, н пластинчатого зигзагообразного сепаратора (жалюзийного отбойника), установленного на некотором рассто нии параллельно тарелке. Сепаратор перекрывает всю площадь поперечного сечени колонны к состоит из цилиндрической обечайки, в которой установлены с одинаковым шагом зигзагообразшле или плоские наклонные к горизонтали под углом 45-60 пластины. Несколько р дов пластин образуют зигзагообразные проходы дл газа, перекрьшающие световой проход по высоте отбойника. Устройство дл тепломассообмена снабжено сливным устройством со сливньми пластинами 2 Недостаток данного устройства низка эффективность работы вследствие небольшого запаса жидкости, удерживаемой устройством на тарелке и отсутстви рециркул ции жидкости Кроме того, известное устройство им ет узкий диапазон эффективной работы , ограниченный захлебьшанием от бойника. Использование устройства в колоннах требует большой высоты ее вследствие того, что отбойник устанавливаетс надтарелкой на рас сто нии более 400 мм. Цель изобретени - увеличение эффективности и уменьшение габаритов колонны. Это достигаетс тем, что в колонне , содержащей тарелку с отбойниками , выполненными из горизонтальных р дов наклонных пластин, образующих зигзагообразные каналы, сливные устройства со сливными пластинами , казкдый отбойник снабжен одной или более планками, нижний конец каждой из которых установлен ниже верхнего конца сливной пластины , при этом пластины верхнего да отбойника наклонены в сторону прилежавших сливных устройств, а рассто ние от тарелки до отбойника составл ет 0,5-2,0 от высоты отбой ника. Наличие у отбойника планок, образзпощих сливные карманы с гидрозатворами , обеспечивает циркул цию жидкости в контактном устройстве, с верхней плоскости отбойника жидкость сливаетс на тарелку, повтйр но участву :в массообменном прО- цессе на данной тарелке. За счет этого увеличиваетс запас жидкости на тарелке, и, следовательно, поверхность контакта фаз и эффективность процесса. Наклон пластин вер него р да отбойника в сторону прилежаздих карманов способствует быст рому освобождению верхней плоскост отбойника от жидкости, что увеличи вает диапазон работы устройства по газовой фазе, предотвраща захлебы вание отбойника, а также увеличива ет циркул цию жидкости между тарел кой и отбойником. Близкое располож ние отбойника от тарелки, равное 0,5-2,0 от его высоты, измен ет структуру газожидкостного сло . Между тарелкой и отбойником образуетс интенсивно турбулизированный газожидкостный слой мелко чеистой структуры (режим инверсии фаз - режим эмульгировани ), что способствует повьшению эффективности процесса и снижает габариты колонн. На фиг. 1 показана колонна дл массообмена (отбойник имеет один сливной карман), разрез; на фиг.2 - вид А на фиг. Г; на фиг. 3 - колонна дл массообмена, отбойник которой имеет несколько сливных карманов, разрез; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3 (дл отбойника с двум сливными карманами } на фиг. 5 - вид Б на фиг. 3 (дл отбойника с четырьм сливными карманами). Колонна дл массообмена содержит корпус , тарелки 2 произвольной конструкции. В частности ситчата тарелка имеет приемный карман дл жидкости 3, сливной карман 4, планки приемную 5 и сливную 6. Б приемный карман 3 входит сливное устройство 7 вышележащей тарелки. Над тарелкой параллельно ее плоскости установлен жалюзийный отбойник 8, выполненный из двух или более горизонтальных р дов наклонных пластин 9, образунх1щх зигзагообразные каналы 10. Отбойник снабжен одним cJmBHbiM карманом Н и планкой 12, образующей гидрозатвор на нижележащей тарелке 2. При наличии одного сливного кармана пластины 9 верхнего р да отбойника направлены в сторону сливного кармана 11. При большем диаметре колонны (более 1 м) отбойник снабжаетс двум сливными карманами 11 и 13 , Тогда одна часть пластин 9 верхнего р да отбойника направлена в сторону прилежащего кармана I1, друга -, к карману 13. Обе части симметричны относительно оси колонны. Отбойник имеет планки 12 и 14, образующие гидрозатворы на нижележащей тарелке 2. Если диаметр колонны составл ет более 3 м, количество сливных карманов отбойника целесообразно увеличить до четырех, 11, 13, 15 и 16, каждый из них должен иметь гидрозатвор.. При этом пластины верхнего р да, а соответственно и нижерасположенные им пластины отбойника , имеют четыре различных направлени - в сторону прилежащих карманов . Отбойник имеет обычно высоту 100-150 мм и располагаетс над тарелкой на рассто нии 0,5-2,0 от вы соты отбойника. Рассто ние между о бойником и тарелкой выбираетс в зависимости от скорости газа в колонне . Так, например, дл условий работы колонны на системе вода- во дух при скорости газа в колонне до I м/с рассто ние мелду отбойником и тарелкой принимаетс равным 0,51 от высоты отбойника, при скорости 1-2 м/с и более рассто ние принимаетс равным 1-2,0 от высоты отбойника . Дл газов и паров, отличающихс по плотности от воздуха, ско рость газа (пара) дл выбора рассто ни между отбойником и тарелкой рассчитываетс из известного услови равенства F-факторов дл воздуха и газа (пара) f.V, Fr-Vr, гдеУ, Vr скорость воздуха и газа (пара) соответственно, м/с, Vg, Гг плотность воздуха и газа (пара) соответственно. Колонна дл массообмена работае следующим образом. Поток жидкости поступает через сливное устройство 7 и приемный ка ман 3 на рабочее полотно тарелки 2 где контактирует с проход щим сниз вверх по колонне газовым потоком. е увеличением скорости газа бар ботажный слой возрастает по высоте и касаетс нижней плоскости отбойника 8. Отбойник зажимает газожидкостный слой. По нашим наблкщени м на экспериментальном стенде структура сло становитс мелко чеистой , сам слой высокотурбулизи . рован. Дальнейшее увеличение скорости газа приводит к тому, что га зожидкостна смесь прорываетс че отбойник и выходит на его верхнюю плоскость. При этом пластины 9 вер него р да направл ют поток газа и жидкости в сторону сливного кармана 1 1 , где жидкость окончательно сепарируетс от газа и через сливной карман отбойника пост5шает на тарелку 2. В случае двух -сливных карманов жидкость, выход ща на поверхность отбойника 8, направл етс газовым потоком за счет соответству ющей ориентации пластин 9 верхнего р да Б приемный 3 и сливной 4 карманы тарелки 2. Жидкостьj поступающа из сливного кармана 13 отбойника в приемный карман 3, циркулирует между тарелкой 2 и отбойником В. Часть жидкости, поступающа из сливного кармана 11 отбойника в приемный карман 4 тарелки, также включаетс в этот циркул ционный процесс. Расположение сливных карманов отбойника может быть самое различное: по периферии (у стенок колонны), в центре колонны и др. Технико-экономическа эффективность изобретени состоит в следующем . Наличие сливных карманов с гидрозатворами обеспечивает слив жидкости с верхней плоскости отбойника на тарелку, следовательно, создает циркул цию жидкости в контактном устройстве. В свою очередь, циркул ци увеличивает врем пребывани жидкости на тарелке, ее запас и улучшает структуру газо- мдкостного сло (увеличивает поверхность контакта фаз). В результате этого увеличиваетс эффективность массообмена . Сливные карманы отбойника обеспечивают стабильную работу контактного устройства ( тарелка-отбойник ) в режиме захлебывани , когда жидкость выходит на верхнюю плоскость отбойника. При этом расшир етс диапазон работы в наиболее эффективном режиме - инверсии фаз, тогда как в известном устройстве наиболее эффективный режим работы - режим захлебывани - вл етс предельным режимом, при котором работа колонны не допустима. Кроме того, предусмотренный в предлагаемом устройстве наклон пластин верхнего р да отбойника в сторону прилежащих карманов способствует быстрому освобождению верхней плоскости отбойника от жидкости, предотвраща ее накопление на отбойнике, что также расшир ет диапазон эффективной работы устройства. К преимуществам устройства относитс также близкое расположение отбойника от тарелки, равное 0,5-2,0 от его высоты. Это в лучшую сторону измен ет структуру газож1адкостного сло , зажимает его, обеспеива работу тарелки в режиме инверии фаз (режим эмульгировани ). Кро-7 ме того это обеспечивает, по сравнению с известим- решением, снижение высоты колонны в 1,5-2 раза. В известном устройстве рассто ние от тарелки до отбойника 400-1000 мм, в предлагаемом - 50-300 мм. Формула изобретени I. Колонна дл массообмена между газом (паром) и жидкостью, содержаща горизонтальные тарелки и установленные над ними отбойники, выполненные из двух или более гори зонтальных р дов наклонных пластин образующих зигзагообразные каналы, сливные устройства со сливными пла стинами, отличающа с тем, что, с целью увеличени эффек 0 тивности и уменьшени габаритов колонны, каждый отбойник снабжен одной или более планками, нилиош конец каждой из которых установлен ниже верхнего конца сливной пластины , при этом пластины верхнего р да отбойника наклонены в сторону прилежащих сливных устройств симметрично относительно оси колонны. 2. Колонна по п. 1, отличающа с тем, что рассто ние от тарелки до отбойника составл ет 0,5-2,0 от высоты отбойника, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент ГДР № 129865, кл. В 01 D 3/22, 1972. A device for heat exchange of co-change is known, consisting of a horizontal plate, made in the form of trough-shaped elements with hole caps above them, on a plate-like zigzag separator (louver baffle) installed at a certain distance parallel to the plate. The separator covers the entire cross-sectional area of the column, and consists of a cylindrical shell, in which a zigzag pattern is installed with the same pitch or flat inclined to the horizontal at an angle of 45-60 plates. Several rows of plates form zigzag-shaped gas passages intersecting the light passage along the height of the bump. The device for heat and mass transfer is equipped with a drain device with drain plates 2 The disadvantage of this device is low efficiency due to the small amount of liquid held by the device on the plate and the lack of recirculation of the liquid. In addition, the known device has a narrow range of effective work limited by choking from the striker. The use of the device in columns requires its great height due to the fact that the bump stop is installed above the bar above 400 mm. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reduce the size of the column. This is achieved in that in a column containing a plate with baffles made of horizontal rows of inclined plates forming zigzag channels, drain devices with drain plates, each baffle is equipped with one or more strips, the lower end of each of which is installed below the upper end of the drain plate while the plates of the upper and bump are inclined towards the adjacent drain devices, and the distance from the plate to the bump is 0.5-2.0 of the height of the bumper. The presence of strips on the bump stop, the image of drainage pockets with hydraulic locks, provides for the circulation of liquid in the contact device; the liquid from the upper plane of the bumper is drained to the plate, but it is involved in the mass transfer process on this plate. This increases the supply of liquid on the plate, and, consequently, the surface of the contact phase and the efficiency of the process. The inclination of the plates of the vertical side of the bump in the direction of the adjacent pockets contributes to the quick release of the upper plane of the bump from the liquid, which increases the range of the device in the gas phase, preventing the choking of the bump, and also increases the circulation of the liquid between the plate and the bump. The close location of the striker from the plate, 0.5-2.0 from its height, changes the structure of the gas-liquid layer. An intensely turbulized gas-liquid layer of finely cellular structure (phase inversion mode - emulsification mode) is formed between the plate and the striker, which increases the efficiency of the process and reduces the dimensions of the columns. FIG. Figure 1 shows a mass transfer column (bump has one drain pocket), a slit; FIG. 2 is a view A of FIG. G; in fig. 3 - mass transfer column, the baffle plate of which has several drain pockets, a slit; in fig. 4 is a view B in FIG. 3 (for the bump with two drain pockets} in Fig. 5 - view B in Fig. 3 (for the bump with four drain pockets). The mass transfer column includes a housing, plates 2 of arbitrary design. In particular, the syringe plate has a receiving pocket for liquid 3 , drain pocket 4, strips receiving 5 and drain 6. The receiving pocket 3 includes a drain device 7 of the overlying plate. A louvered bump stop 8, made of two or more horizontal rows of inclined plates 9, forming a zigzag pattern parallel to its plane The baffles 10. The baffle is equipped with one cJmBHbiM pocket H and the strap 12 forming a hydraulic lock on the underlying plate 2. If there is one drain pocket, the plates 9 of the upper row of the baffle are directed toward the drain pocket 11. With a larger diameter of the column (more than 1 m) two drain pockets 11 and 13, Then one part of the plates 9 of the upper row of the bump is directed toward the adjacent pocket I1, the other - toward the pocket 13. Both parts are symmetrical about the axis of the column. The bump has strips 12 and 14 forming hydraulic locks on the underlying plate 2. If the diameter of the column is more than 3 m, it is advisable to increase the number of drain pockets of the striker to four, 11, 13, 15 and 16, each of them must have a hydraulic lock. the plates of the upper row, and accordingly the downstream baffle plates, have four different directions - towards the adjacent pockets. The baffle is usually 100-150 mm high and is located above the plate at a distance of 0.5-2.0 from the cage height. The distance between the piercer and the plate is selected depending on the gas velocity in the column. For example, for the operating conditions of a column on a water-in-air system, when the gas velocity in the column is up to I m / s, the distance to the meldu screen and the plate is assumed to be 0.51 from the height of the screen, at a speed of 1-2 m / s and more The angle is assumed to be 1-2.0 of the height of the bump. For gases and vapors differing in density from air, the velocity of the gas (vapor) for choosing the distance between the screen and the plate is calculated from the known condition of equality of F-factors for air and gas (vapor) fV, Fr-Vr, where У, Vr speed air and gas (steam), respectively, m / s, Vg, Gg, the density of air and gas (steam), respectively. Mass transfer column as follows. The fluid flow enters through the drain device 7 and the receiving pipe 3 to the working web of the tray 2 where it contacts with the gas stream passing downwards along the column. With an increase in the gas velocity bar, the bale layer increases in height and touches the lower plane of the baffle 8. The baffle clamps the gas-liquid layer. According to our observations on the experimental stand, the structure of the layer becomes finely cellular, the very turbine layer itself. d. A further increase in the gas velocity leads to the fact that the gas-liquid mixture breaks through the screen and goes to its upper plane. In this case, the plates 9 of the row direct the flow of gas and liquid to the side of the drain pocket 1 1, where the liquid is finally separated from the gas and through the drain pocket of the bump stop, onto the plate 2. In the case of two-thin pockets, the liquid exiting the bump stop 8, is guided by the gas flow due to the appropriate orientation of the plates 9 of the upper row B of the receiving 3 and drain 4 pockets of the plate 2. Liquid j coming from the drain pocket 13 of the striker into the receiving pocket 3 circulates between the plate 2 and the striker B. Part of the liquid and coming from the drain pocket 11 of the bump into the receiving pocket 4 of the tray is also included in this circulation process. The location of the drain pockets of the bump can be very different: along the periphery (near the walls of the column), in the center of the column, etc. The technical and economic efficiency of the invention is as follows. The presence of drain pockets with hydraulic locks ensures that the fluid is drained from the top plane of the striker to the plate, therefore, creates a circulation of fluid in the contact device. In turn, the circulation increases the residence time of the liquid on the plate, its supply and improves the structure of the gas-mediated layer (increases the contact surface of the phases). As a result, mass transfer efficiency increases. The drain pockets of the bump stop ensure the stable operation of the contact device (plate chopper) in the flooding mode when liquid enters the upper plane of the bump stop. This extends the range of operation in the most efficient mode — phase inversion, while in the known device the most efficient mode of operation — the flooding mode — is the limiting mode in which the operation of the column is not permissible. In addition, the inclination of the plates of the upper row of the bump in the side pockets provided in the proposed device contributes to the quick release of the upper plane of the bump from the liquid, preventing its accumulation on the bump, which also expands the range of effective operation of the device. The advantages of the device also include the proximity of the bump stop from the plate, 0.5-2.0 from its height. This for the better changes the structure of the gas-fiery layer, clamps it, ensuring the operation of the dish in the phase inversion mode (emulsification mode). Cro-7, moreover, this provides, in comparison with the known solution, a reduction in the column height by 1.5-2 times. In the known device, the distance from the plate to the bump stop is 400-1000 mm, in the proposed one - 50-300 mm. Claims I. A column for mass exchange between gas (vapor) and liquid, containing horizontal plates and fenders mounted above them, made of two or more horizontal rows of inclined plates forming zigzag channels, drain devices with drain plates, distinguished by that, in order to increase the efficiency and reduce the dimensions of the column, each bump is equipped with one or more strips, the end of each of which is installed below the upper end of the drain plate, while the plates are has a number of deflector inclined towards the adjacent dispensing devices symmetrically with respect to the column axis. 2. A column according to claim 1, characterized in that the distance from the plate to the bump stop is 0.5-2.0 from the height of the bump stop. Sources of information taken into account during the examination 1. Patent GDR No. 129865, cl. B 01 D 3/22, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР № 93620, кл. 13 d 27, 1952.2. USSR author's certificate number 93620, cl. 13 d 27, 1952.
фиг. 2FIG. 2